上海电机学院2012–2013学年第_2_学期
（）《材料力学》课程期末考试试卷
开课学院：机械学院考试时间120分钟A卷
计算器■草稿纸■答题卡□考试形式:开卷□/闭卷■
考生姓名：学号：班级：
题序一二三四五六七八总分
得分
评卷人
一、选择题（共12分，每小题2分）
1.偏心拉伸（压缩）实质上是B的组合变形。
A．两个平面弯曲；B．轴向拉伸（压缩）与平面弯曲；
C．轴向拉伸（压缩）与剪切；D．平面弯曲与扭转。
2.一铸铁梁，截面最大弯矩为负，其合理截面应为C。
A.工字形；
B.“T”字形；
C.倒“T”字形；
D.“L”形。
3.材料不同的两根受扭圆轴，其直径和长度均相同，在扭矩相同的情况下，它们的最大剪应力之间和扭转角之间的关系有四种答案，正确的是B。
A.12，12
B.12，12
C.12，12
D.12，12
4.在图示受扭圆轴横截面上的切应力分布图中，正确的结果是D。
5.图示矩形截面，Z轴过形心C，则该截面关于Z、Z1及Z2轴的惯性矩关系为B。
A.I Z I Z1I Z2
B.I Z2I Z1I Z
C.I Z2I Z I Z1
D.I Z1I Z I Z2
6.今有两种压杆，一为中长杆，另一为细长杆，在计算临界力时，如中长杆误用细长杆公式，而细长杆误用中长杆公式，其后果是B。
A.两杆都安全
B.两杆都不安全
C.中长杆不安全，细长杆安全
D.中长杆安全，细长杆不安全
二、判断题（共8分，每小题1分。对"√"，错"×"）
1.在材料力学中,根据构件的主要属性,应将其抽象为变形固体。(√)
2.工程上某些受力的构件,如钢筋、链条及钢绳等,常常是通过发生一定的塑性变形或通过加工
硬化来提高其承载能力的。(√)
3.传递一定功率的传动轴的转速越高，其横截面上所受的扭矩也就越大。(×)
4.直径相同的两根实心轴，横截面上所受的扭矩也相等，当两轴的材料不同时，其单位长度扭
转角也不同。(√)
5.在梁某一段内的各个横截面上，若剪力均为零，则该段内的弯矩必为常量。(√)
6.对跨度远大于截面高度的梁，其剪力对弯曲变形的影响是可以忽略的。(√)
7.若压杆的柔度值越大，则表明压杆的稳定性就越高。(×)
8.在梁的弯矩为最大的截面处，梁的挠度一定是最大的。(×)
三、简答题（共20分，每小题5分）
1.对于均匀材料，什么情况下用T形截面梁是合理的？为什么？
答：当材料的抗拉强度和抗压强度不相等时，如铸铁，采用T形截面梁可使梁的最大拉应力和最大压应力同时接近许用应力，节约材料。
2．对于圆截面扭转轴,在其表面取一微元体，其受力如图示，即扭转轴横截面上只有切应力, 而在与横截面成-45°和+45°的斜截面上的切应力为零,试问该主平面上的主应力
1和3(其中2=0)为多少？.
答:1；3.
3．图示钉受拉力P作用，试问该钉头部的剪应力和挤压应力为多少？
答：τ＝P
，
dh
σjy＝4P
22
Dd
4．在变速箱中，为什么低速轴的直径比高速轴的直径大？
答：发动机的功率P是一定的，与之配套的变速箱所传递的功率也是不变的。根据外力偶矩M e
与功率P及转速n的关系P
Me9550可知：因低转速时n小，所以比高转速n大时传递的扭矩
n
大。当材料相同时，低速轴承受的扭矩比高速轴的大，因此低速轴的直径比高速轴的直径大。
四、计算题（共60分）
2。两杆材料相同，许用1.图示结构中①杆是直径为32mm的圆杆，②杆为槽钢，面积为7cm 应力为[]=160Mpa。求该结构的许可荷载F。（12分）
A
m
8
.
1
①
C
B②
7.m
8.F
解：
1)、计算各杆上的轴力 F
N
1
F X 0：F
N
1
c os F
N2
0 B
F Y 0：F sinF
N1
F
N1 F
N2 9.F
2.3F
F
N
2
F
2)、按AB杆进行强度计算，许可荷载：
1
F1[]A
1
1.67
77kN
3)、按BC杆进行强度计算，许可荷载：
1
F2A
[]
2
1.33
84.2kN
4)、确定许用荷载
Fmin{F1，F}F
21
77kN
4/8
9.试绘出图示梁的剪力图和弯矩图（10分）。
10.等截面实心传动轴的转速为n=191r/min，轮A为主动轮，输入功率为P A=8kW，轮B、C和D 为从动轮。输出功率分别为P B=3kW、PC=1kW和PD=4kW。已知轴材料的许用剪应力为[τ]=60MPa，剪切模量为G=80GPa，试：（1）求四个轮A、B、C、D的最佳排列方法，并在图中轮上标出；（2）作最佳排列时的扭矩图；（3）确定最佳排列时轴的直径。（14分）
解：1)计算外力偶矩
P8
M A95499549400N
n191
m
M
P3
B150
95499549N
n191
m
M
P1
C50
95499549N
n191
m
M
P4
D200
95499549N
n191
m
4个齿轮的最佳排列方法为：D、A、B、C。
2)作扭矩图
3)计算轴的直径
T max200Nm
T
max
由轴的强度条件[]
max
W
t
可得
16T
max
3
d
[]
16T
16200max
d25.7mm
33
6
